FI61472C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER - Google Patents
FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER Download PDFInfo
- Publication number
- FI61472C FI61472C FI770325A FI770325A FI61472C FI 61472 C FI61472 C FI 61472C FI 770325 A FI770325 A FI 770325A FI 770325 A FI770325 A FI 770325A FI 61472 C FI61472 C FI 61472C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- benzene
- zone
- alkylation
- stream
- effluent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
...— -I r-, .... KUULUTUSJULKAISU ή-1479...— -I r-, .... NOTICE OF PUBLICATION ή-1479
W (11)UTLÄeGNINOSSK*IFT 6 ' 4 ' ZW (11) UTLÄeGNINOSSK * IFT 6 '4' Z
8¾¾ C JatsnUi aySnoUy 10 08 19828¾¾ C JatsnUi aySnoUy 10 08 1982
Tatent mcdd.'lat ' ^ ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 c 07 C 2/70, 15/085 SUOMI-FINLAND (*> P*t«nttlhak«mui — Patantiniöknlng 770325 (22) Hakamltpllvi — Anattknlngsdag 31*01.77 ^ ^ (23) Alkupilvi—Glltighctidag 31.01.77 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offmtllg 01.08.78Tatent mcdd.'lat '^ ^ (51) Kv.ik? /Int.ci.3 c 07 C 2/70, 15/085 SUOMI-FINLAND (*> P * t «nttlhak« mui - Patantiniöknlng 770325 (22) Hakamltpllvi - Anattknlngsdag 31 * 01.77 ^ ^ (23) Alkupilvi — Glltighctidag 31.01.77 (41) Become public - Bllvlt offmtllg 01.08.78
Patentti· ja rekisterihallitut .... ... , . , _ \ , (44) Nähtlvlkslpsnon j» kuul.julktlsun pvm. — ,n nh ooPatents and registries .... ...,. , _ \, (44) Date of publication and date of publication. -, n nh oo
Patent-och registerstyrelten Ansoksn utitgd och uti.skrift«n pubiksrad 3U,U ,U£: (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet (71) U0P Inc., Ten U0P Plaza, Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Plaines, Illinois 600l6, USA(US) (72) Dennis John Ward, South Barrington, Illinois, USA(US) (7^) Berggren Oy Ah (5^) Menetelmä kumeenin valmistamiseksi kiinteitä fosforihappokatalyyttejä käyttäen - Förfarande för framställning av kumen medelst fasta fosforsyra-katalysatorer Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kumeenin valmistamiseksi benseenistä ja propyleenistä alkylointikatalysaattorin läsnäollessa. Keksintö kohdistuu myös menetelmään di- ja tri-isopropyylibenseenin transalkyloimiseksi benseenillä trans-alkylointikatalyytin läsnäollessa kumeenin valmistamiseksi.Patent and Registration Office Ansoksn utitgd och uti.skrift «n pubiksrad 3U, U, U £: (32) (33) (31) Privilege claimed — Begird prlorltet (71) U0P Inc., Ten U0P Plaza, Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Plaines, Illinois 600l6, USA (72) Dennis John Ward, South Barrington, Illinois, USA (7 ^) Berggren Oy Ah (5 ^) Process for the preparation of cumene using solid phosphoric acid catalysts - Förfarande för framställning This invention relates to a process for the preparation of cumene from benzene and propylene in the presence of an alkylation catalyst. The invention also relates to a process for the transalkylation of di- and triisopropylbenzene with benzene in the presence of a trans-alkylation catalyst to produce cumene.
2 f Λ AI?.2 f Λ AI ?.
Kuten yllä todettiin, on esillä oleva keksintö erityisen käyttökelpoinen valmistettaessa kumeenia. Tavanomaisessa kaupallisessa ku-meenin valmistusprosessissa on tapana panostaa nestemäistä bensee-niä ja nestemäistä propyleeniä reaktoriin ja saattaa nämä reagoimaan siinä yhdessä tai useammassa alkylointivyöhykkeessä kosketuksessa alkylointikatalyytin kanssa. Benseenin dialkyloitujen tuotteiden muodostumisen vähentämiseksi minimiinsä on tapana ollut ylläpitää koko reaktiovyöhykkeen läpi molaarista benseeniylimäärää, joka on ollut välillä noin 4:1 ja noin 16:1, edullisesti noin 8:1 bensee-nin ja propyleenin suhteen. Aikaisemmin käytetyissä kaupallisissa prosesseissa on kaksi kilpailevaa reaktiota, jotka tuottavat haluttua isopropyylibenseeniä, olleet ongelmana. Kuten yllä on mainittu, on toinen näistä ollut dialkyloitujen benseenien, kuten di- ja tri-isopropyylibenseenin muodostuminen halutun monoalkyloidun tuotteen sijasta. Tätä kilpailevaa reaktiota on vaimennettu käyttämällä suuria molaarisia benseeniylimääriä, kuten yllä on mainittu. Toinen kilpaileva reaktio, joka aiheuttaa tappioita panostetun propyleeni-reagenssin perusteella lasketussa kumeenisaannissa, on propyleeni-oligomeerien, kuten propyleenidimeerin ja -trimeerin muodostuminen, mitä esiintyy jossain määrin jopa suuren molaarisen benseeniylimää-rän ollessa läsnä. Propyleenitrimeerit ja eräät propyleenitetramee-rit kiehuvat kumeenin kanssa. Koska näiden olefiinien läsnäolo häiritsee hapetusreaktiota, jota käytetään fenolin valmistamiseksi ku-meenista, on tämä oligomerointi-sivureaktio saatava mahdollisimman pieneksi erittäin puhtaan tuotteen valmistamiseksi.As stated above, the present invention is particularly useful in the preparation of cumene. In a conventional commercial process for the production of cumene, it is customary to charge liquid benzene and liquid propylene into a reactor and to react them in one or more alkylation zones in contact with the alkylation catalyst. In order to minimize the formation of benzylated products of benzene, it has been customary to maintain a molar excess of benzene between about 4: 1 and about 16: 1, preferably about 8: 1 with respect to benzene and propylene, throughout the reaction zone. In previously used commercial processes, two competing reactions to produce the desired isopropylbenzene have been a problem. As mentioned above, one of these has been the formation of dialkylated benzenes such as di- and triisopropylbenzene instead of the desired monoalkylated product. This competitive reaction has been attenuated by the use of large molar excesses of benzene, as mentioned above. Another competitive reaction that causes losses in cumene yield based on the propylene reagent charged is the formation of propylene oligomers, such as propylene dimer and trimer, which occurs to some extent even in the presence of a large molar excess of benzene. Propylene trimers and some propylene tetramers boil with cumene. Since the presence of these olefins interferes with the oxidation reaction used to produce phenol from cumene, this oligomerization side reaction must be minimized to produce a highly pure product.
Alkyloitavan aromaattisen yhdisteen alkylointireaktio on luonteeltaan eksoterminen ja reaktorin sisällä vallitseva lämpötila pyrkii kohoamaan nopeasti. Tämä eksotermisen reaktion aiheuttama lämpötilan kohoaminen pyrkii myös lisäämään kilpailevia reaktioita ja kumeenin pöhjatuotteiden muodostumista. Aikaisemmin on ollut tapana hillitä lämpötilan nousua katalysoimalla reaktiota useissa erillisissä vyöhykkeissä ja käyttämällä jäähdytysväliainetta useiden peräkkäisten alkylointivyöhykkeiden välissä. Tämän jäähdytyksen tarkoituksena on ollut säädellä sitä lämpötilaa, jossa reaktioseos saapuu kuhunkin peräkkäiseen vyöhykkeeseen ja siten lämpötilan nousua kussakin vyöhykkeessä. Lämpötilan nousua reaktorin syöttöpäästä sen poistopää-hän on myös hillitty säätämällä reaktoriin syötetyn benseenin molaarista ylimäärää, joka benseeni toimii lämpötilan alentajana absorboiden alkylointireaktion vapauttamaa lämpöä. Näin ollen reaktoriin panostetun benseenin molaarisen ylimäärän kohottaminen, mikä 3 61472 vastaavasti laimentaa siinä olevaa propyleenireagenssia, ei ainoastaan aikaansaa enemmän aromaattisia alkyloinnille alttiina olevia kohtia ja sen seurauksena oligomeerien ja ylialkyloitujen sivutuotteiden vähenemistä vaan vähentää myös alkylointivyöhykkeen tai -vyöhykkeiden poikki esiintyvän liian korkean lämpötilan seurauksena saatujen ei-toivottujen sivutuotteiden muodostumista.The alkylation reaction of the aromatic compound to be alkylated is exothermic in nature and the temperature inside the reactor tends to rise rapidly. This increase in temperature caused by the exothermic reaction also tends to increase competing reactions and the formation of cumene bottoms. In the past, it has been customary to control the temperature rise by catalyzing the reaction in several separate zones and using a cooling medium between several successive alkylation zones. The purpose of this cooling has been to control the temperature at which the reaction mixture enters each successive zone and thus the temperature rise in each zone. The temperature rise from the reactor feed end to its outlet end is also controlled by controlling the molar excess of benzene fed to the reactor, which acts as a temperature lowerer by absorbing the heat released by the alkylation reaction. Thus, increasing the molar excess of benzene charged to the reactor, which correspondingly dilutes the propylene reagent therein, not only causes more aromatic alkylation sites and consequently a reduction in oligomers and overcylated by-products, but also reduces the alkylation zone. -the formation of unwanted by-products.
Halutun korkeamolaarisen benseeniylimäärän aikaansaamiseksi reaktorin syötteessä on tapana ollut erottaa reaktiovyöhykkeen poistovirta reaktoriin palautettavaksi soveltuvan benseenirikkaan virtauksen aikaansaamiseksi. Koska reaktiovyöhykkeen poistovirran kaksi pää-asiallisinta ainesosaa ovat benseeni ja kumeeni täytyy benseeni ja kumeeni erottaa toisistaan, joista .jälkimmäinen on korkeammalla kiehuva ainesosa. Puhdistetun benseenivirtauksen aikaansaamiseksi, joka on suhteellisen kumeenivapaa ja soveltuu palautettavaksi reaktiovyö-hykkeeseen, höyrystetään ja jakotislataan benseeni näin ollen, mikä näin ollen kuluttaa olennaisesti lämpöä benseenin höyrystämiseksi ja riittävän palautusjäähdytyskiehunnan aikaansaamiseksi benseeni-jakotislaimessa, jolloin lämmöntarve on olennaisesti suhteessa siihen benseeni/propyleenisuhteeseen, joka halutaan reaktorin syötteessä. Tällä hetkellä suhteellisen korkeat polttoainekustannukset ovat tehneet välttämättömäksi sellaisten prosessien uudelleen arvioimisen, jotka vaativat suurta energiankulutusta, sillä tuloksella, että vaihtoehtoiset prosessikaaviot, jotka aikaisemmin eivät olleet houkuttelevia, ovat tulleet kiinnostavimmiksi, mikäli energiankulutus pienenee.In order to provide the desired high molar excess of benzene in the reactor feed, it has been customary to separate the effluent from the reaction zone to provide a suitable benzene-rich flow to be returned to the reactor. Since the two main components of the reaction zone effluent are benzene and cumene, benzene and cumene must be separated, the latter being the higher boiling component. In order to obtain a purified benzene stream which is relatively cumene-free and suitable for return to the reaction zone, the benzene is thus evaporated and fractionally distilled, thus consuming substantially heat to vaporize the benzene and provide sufficient reflux with in the reactor feed. Currently, relatively high fuel costs have made it necessary to re-evaluate processes that require high energy consumption, with the result that alternative process diagrams that were previously unattractive have become more attractive if energy consumption decreases.
Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä benseenin alkyloimiseksi propyleenillä kumeenin valmistamiseksi alkylointi-katalyytin läsnäollessa. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti vähentää energiankulutusta benseenin alkylointiprosessissa propyleenillä kumeenin valmistamiseksi alkylointikatalyytin läsnäollessa. Tämän keksinnön tarkoituksena on aivan erityisesti aikaansaada menetelmä benseenin alkyloimiseksi propyleenillä kumeenin valmistamiseksi kiinteän fosforihappokatalyytin läsnäollessa, jossa prosessissa tarvitaan suhteellisesti alhaisempi molaarinen benseeniyli-määrä propyleeniin nähden kuin ennestään tunnetuissa menetelmissä, kuten reaktiovyöhykkeen poistovirrasta erotettua benseeniylimäärää kierrättämällä on aikaansaatu.It is an object of the present invention to provide a process for the alkylation of benzene with propylene to produce cumene in the presence of an alkylation catalyst. In particular, it is an object of the invention to reduce energy consumption in a benzyl alkylation process with propylene to produce cumene in the presence of an alkylation catalyst. It is a particular object of this invention to provide a process for alkylating benzene with propylene to produce cumene in the presence of a solid phosphoric acid catalyst, which process requires a relatively lower molar excess of benzene over propylene than prior art processes, such as by removing excess benzene from the reaction zone effluent.
4 614724,61472
Keksinnön mukaisen kumeenin valmistusprosessin tunnusomaiset piirteet on annettu oheisessa patenttivaatimuksessa 1.The characteristic features of the process for producing cumene according to the invention are given in the appended claim 1.
Esillä olevan keksinnön prosessikaaviossa saatetaan propy-leeni ja ylimäärä benseeniä reagoimaan alkylointireaktio-vyöhykkeessä, jossa käytetään alkylointikatalyyttiä ja osa saadusta poistovirrasta kierrätetään ilman erottamista re-aktiovyöhykkeen tulopäähän. Reaktiovyöhykkeen poistovirran toinen osa, so. nettopoistovirta, johdetaan erotusvyöhykkee-seen, jossa benseeniylimäärä, kumeeni, di- ja tri-isopropyy-libenseeni ja muut ainesosat erotetaan. Kuten yllä on mainittu on eduksi pienentää nettopoistovirtauksesta erotetun benseeniylimäärän määrää energiankulutuksen alentamiseksi, samalla kun on eduksi ylläpitää riittävän suurta benseeni-ylimäärää reaktiovyöhykkeessä propyleenioligomeerien liiallisen muodostumisen ehkäisemiseksi. Tämä on aikaansaatu kierrättämällä osa saadusta reaktiovyöhykkeen poistovirrasta ilman erottamista. Yllä mainitulla tavalla toimimalla saadaan seuraavat pääasialliset efektit: (1) energian kulutus pienenee sen johdosta, että kumeenista erotetun benseenin ylimäärä vähenee reaktiovyöhykkeen nettopoistovirrassa ja (2) muodostuu suhteellisesti enemmän di- ja tri-alkyloituja benseeni-tuotteita kuin ennestään tunnetuissa prosesseissa. Keksinnön mukaisen prosessin erotusvyöhykkeessä di- ja tri-isopropyylibenseenit väkevöityvät ja johdetaan seoksena benseeniylimäärän kanssa transalkylointireaktiovyöhyk-keeseen, jossa transalkylointikatalyyttiä käy- 5 61472 tetään suositussa suoritusmuodossa. Kumeenirikas transalkylointi-reaktiovyöhykkeen poistovirta palautetaan erotusvyöhykkeeseen.In the process scheme of the present invention, propylene and excess benzene are reacted in an alkylation reaction zone using an alkylation catalyst and a portion of the resulting effluent is recycled without separation to the inlet end of the reaction zone. The second part of the effluent of the reaction zone, i.e. net effluent is passed to a separation zone where excess benzene, cumene, di- and triisopropylbenzene and other components are separated. As mentioned above, it is advantageous to reduce the amount of excess benzene separated from the net effluent to reduce energy consumption, while it is advantageous to maintain a sufficiently large amount of benzene in the reaction zone to prevent excessive formation of propylene oligomers. This is accomplished by recycling a portion of the resulting reaction zone effluent without separation. By operating in the above way, the following main effects are obtained: (1) energy consumption is reduced due to the reduction of excess benzene separated from cumene in the net effluent of the reaction zone and (2) relatively more di- and tri-alkylated benzene products are formed than in previously known processes. In the separation zone of the process of the invention, the di- and triisopropylbenzenes are concentrated and passed as a mixture with the excess benzene to the transalkylation reaction zone in which the transalkylation catalyst is used in a preferred embodiment. The effluent from the cumene-rich transalkylation reaction zone is returned to the separation zone.
Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen. Joskin tämä kaaviomainen selostus käytännöllisistä syistä kärsii tietyistä rajoituksista, ei tämän tarkoituksena mitenkään ole rajoittaa keksinnön suojapiiriä. Kuten yllä on todettu, käsittää esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäinen vaihe benseenin alkyloimisen propyleenin kanssa alkylointireaktiovyöhykkeessä alky-lointikatalyytin läsnäollessa. Piirustuksessa tämä ensimmäinen vaihe on kuvattu tapahtuvaksi alkylointireaktiovyöhykkeessä 1. Benseenin ja propyleenin seos on kuitenkin tuotava tähän reaktiovyöhykkeeseen. Piirustuksessa johdetaan propyleenirikas syötevirta alkylointivyö-hykkeeseen 1 putken 2 kautta. Benseeniä valmistetaan paluuvirraksi, kuten alla on selostettu, ja syötetään alkylointivyöhykkeeseen 1 putken 3 kautta, joka yhtyy putkeen 2 ja pääasiallisesti benseeniä ja kumeenia sisältävä: alkylointivyöhykkeen poistovirran paluuvirta, joka en valmistettu alla selostetulla tavalla, syötetään alkylointivyöhykkeen tulopäähän putkien 4 ja 2 kautta. Viimeksi mainittu virta tuo lisää benseeniä benseenin ja propyleenin moolisuhteen kohottamiseksi alkylointireaktiovyöhykkeessä. Propyleenireagenssin, palautetun benseenin ja palautetun reaktiovyöhykkeen poistovirran yhdistetty seos syötetään sen jälkeen reaktiovyöhykkeeseen 1 putken 2 kautta. Alkylointireaktiovyöhykkeen 1 poistovirta poistuu putken 5 kautta, osa palautetaan putken 4 kautta yllä selostetun paluuvirran aikaansaamiseksi ja jäljellä oleva osa johdetaan putkessa 5 erotus-vyöhykkeeseen 6. Erotusvyöhykkeeseen 6 syötetään myös alla selostetusta transalkylointireaktiovyöhykkeestä peräisin oleva poistovirta, joka kulkee putken 7 kautta. Esillä olevan prosessin erotusvyöhykkeeseen 6 syötetään myös putken 8 kautta benseenin syöttövirta.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. Although this schematic description, for practical reasons, suffers from certain limitations, it is in no way intended to limit the scope of the invention. As stated above, the first step of the process of the present invention comprises alkylating benzene with propylene in an alkylation reaction zone in the presence of an alkylation catalyst. In the drawing, this first step is described to take place in the alkylation reaction zone 1. However, a mixture of benzene and propylene must be introduced into this reaction zone. In the drawing, a propylene-rich feed stream is introduced into the alkylation zone 1 via line 2. Benzene is produced as a return stream as described below and is fed to the alkylation zone 1 via a pipe 3 which joins the pipe 2 and the return stream of the alkylation and cumene-containing: alkylation zone effluent, not prepared as described below, is fed to the alkylation zone 2. The latter stream adds more benzene to increase the molar ratio of benzene to propylene in the alkylation reaction zone. The combined mixture of propylene reagent, recovered benzene and recovered reaction zone effluent is then fed to reaction zone 1 via line 2. The effluent from the alkylation reaction zone 1 exits through line 5, a portion is returned through line 4 to provide the return flow described above, and the remainder in line 5 is passed to separation zone 6. The separation zone 6 is also fed to The benzene feed stream is also supplied to the separation zone 6 of the present process via a pipe 8.
Putken 2 kautta alkylointireaktiovyöhykkeeseen syötetty propyleenirikas syöttövirta voidaan valmistaa erilaisilla prosesseilla, kuten nesteen katalyyttisellä krakkauksella tai pyrolyysillä, ja sisältää tavallisesti ei-reaktiivisia paraffiinejä, pääasiallisesti propaania, mutta myös olennaisesti pienempiä määriä etaania ja butaania. Muut olefiinit kuin propyleeni johtavat ei-toivottuihin tuotteisiin kumeenin valmistamiseksi käytetyissä alkylointireaktioissa ja sen vuoksi propyleeni tavallisesti muodostaa ainakin 99 % tämän virran olefiinipitoisuudesta. Putkessa 8 prosessiin syötetty benseenin 6 61472 syöttövirta on erittäin puhdas ja sisältää tavallisesti vähintään 99,5 % benseeniä, joka usein on saatavana aromaattien uuttoproses-sin poistovirtana. Muut aromaattiset aineet ovat haitallisia siinä mielessä, että niiden läsnäolo johtaa ei-toivottuihin sivutuotteisiin ja ei-aromaattiset aineet ovat tavallisesti ei-toivottuja, koska on vaikea erottaa näitä ei-aromaattisia aineita benseenistä erotusvyöhykkeessä 6. Esillä olevassa prosessissa erotusvyöhykkee-seen 6 syötetyt virrat sisältävät näin ollen ensisijaisesti benseeniä, kumeenia, propaania ja di- sekä tri-isopropyylibenseeniä sekä suhteellisesti pienempiä määriä kevyitä paraffiineja (etaani ja bu-taani), aromaattisia aineita (tolueeni ja ksyleeni), butyylibensee-niä sekä propyleenioligomeerejä.The propylene-rich feed stream fed through line 2 to the alkylation reaction zone can be prepared by various processes, such as liquid catalytic cracking or pyrolysis, and usually contains non-reactive paraffins, mainly propane, but also substantially smaller amounts of ethane and butane. Olefins other than propylene result in undesired products in the alkylation reactions used to make cumene, and therefore propylene usually accounts for at least 99% of the olefin content of this stream. The feed stream of benzene 6 61472 fed to the process in tube 8 is very pure and usually contains at least 99.5% benzene, which is often available as an effluent from the aromatics extraction process. Other aromatics are detrimental in that their presence results in unwanted by-products and non-aromatics are usually undesirable because it is difficult to separate these non-aromatics from benzene in the separation zone 6. In the present process, the streams fed to the separation zone 6 contain thus primarily benzene, cumene, propane and di- and triisopropylbenzene as well as relatively minor amounts of light paraffins (ethane and butane), aromatics (toluene and xylene), butylbenzene and propylene oligomers.
Paisuntatislauksen, jakotislauksen, absorption ja strippauksen sopivalla yhdistelmällä erotetaan erotusvyöhykkeessä 6 useita virtoja yllä mainittujen syöttöainesosien poistamiseksi. Putken 9 kautta poistetaan propaanirikas tuotevirta, joka sisältää muita kevyitä paraffiineja, putken 10 kautta poistetaan benseenirikas poisto-tuotevirta, joka sisältää ei-aromaattisia ainesosia, benseeniä ylimäärin sisältävä virta poistetaan putkella 3, osa palautetaan alky-lointireaktiovyöhykkeeseen 1 putkella 3, kuten yllä on selostettu, ja toinen osa johdetaan putken 11 kautta transalkylointireaktiovyö-hykkeeseen, kuten alla on selostettu, butyylibenseenirikas tuote-virta poistetaan putken 12 kautta, kumeenin tuotevirta poistetaan putken 13 kautta, propyleenioligomeerituotevirta poistetaan putken 14 kautta ja di- ja tri-isopropyylibenseenirikas virta poistetaan putkella 15.By a suitable combination of expansion distillation, fractional distillation, absorption and stripping, several streams are separated in the separation zone 6 to remove the above-mentioned feed ingredients. A propane-rich product stream containing other light paraffins is removed via line 9, a benzene-rich removal product stream containing non-aromatic constituents is removed via line 10, an excess of benzene-containing stream is removed by line 3, part is returned to the alkylation reaction zone 1 as described above, , and a second portion is passed through line 11 to the transalkylation reaction zone as described below, the butylbenzene-rich product stream is removed through line 12, the cumene product stream is removed through line 13, the propylene oligomer product stream is removed through line 14, and the di- and triisopropylbenzene stream is removed.
Erotusvyöhykkeestä putkessa 15 poistettu di- ja tri-isopropyylibenseenirikas virta sekoitetaan palautetun benseenin kanssa putkesta 11 ja seos johdetaan transalkylointireaktiovyöhykkeeseen 16, joka sisältää kiinteää fosforihappokatalyyttia. Transalkylointi-reaktiovyöhykkeen kumeenirikas poistovirta johdetaan putken 7 kautta erotusvyöhykkeeseen 6, kuten yllä on selostettu.The di- and triisopropylbenzene-rich stream removed from the separation zone in line 15 is mixed with the recovered benzene from line 11 and the mixture is passed to a transalkylation reaction zone 16 containing a solid phosphoric acid catalyst. The cumene-rich effluent from the transalkylation reaction zone is passed through line 7 to the separation zone 6, as described above.
Sopivia reagensseja keksinnön mukaisessa kumeenin valmistusprosessissa ovat propyleeni ja benseeni. Propyleeniä lisätään tavallisesti seoksena propaanin kanssa nestekatalyyttisesta krakkausyksiköstä, pyrolyysiyksiköstä, lämpökrakkausyksiköistä tai muusta raffinointi- 7 61472 yksiköistä peräisin olevassa poistovirrassa. Muita kevyitä paraffii-nisia hiilievtyjä, kuten etaania ja butaania voi olla läsnä rajoitetussa määrin esillä olevan prosessin propyleenirikkaassa syöttövirrassa, mutta muut olefiiniset yhdisteet kuin propyleeni johtavat alkyyliaromaattisten aineiden muodostumiseen kumeenin sijasta ja ovat näin ollen epäedullisia raaka-aineita. Tyypillinen propyleeni-syöfcevirta on mooliprosentteina seuraava: etaani 0,10, propaani 24,80, propyleeni 74,95, isobutaani 0,11, n-butaani 0,01 ja buty-leeni 0,03. Benseeniä syötetään esillä olevaan prosessiin erittäin puhtaana, yli 99,5 %:sena, epäedullisten sivureaktioiden ehkäisemiseksi ja ylimääräisten jakotislausten eliminoimiseksi, joita tarvitaan benseenin ja rajalla kiehuvien ei-aromaattisten ainesosien erottamiseksi tässä prosessissa. Tyypillinen benseenisyötevirta valmistetaan aromaattisten aineiden uuttoyksikössä ja sisältää mooliprosentteina seuraavia ainesosia: benseeniä 99,90, tolueenia 0,05 ja ei-aromaattisia aineita 0,05. Joskin benseenin syötevirta oheisessa piirustuksessa lisätään keksinnön mukaisen prosessin erotus-vyöhykkeeseen, voidaan tämä virta myös syöttää alkylointireaktio-vyöhykkeeseen tai transalkylointireaktiovyöhykkeeseen.Suitable reagents in the cumene preparation process of the invention include propylene and benzene. Propylene is usually added as a mixture with propane in a effluent from a liquid catalytic cracking unit, pyrolysis unit, thermal cracking units or other refining units. Other light paraffinic carbon sheets such as ethane and butane may be present to a limited extent in the propylene-rich feed stream of the present process, but olefinic compounds other than propylene result in the formation of alkyl aromatics instead of cumene and are therefore disadvantageous feedstocks. A typical propylene feed stream in mole percent is as follows: ethane 0.10, propane 24.80, propylene 74.95, isobutane 0.11, n-butane 0.01 and butylene 0.03. Benzene is fed to the present process in high purity, in excess of 99.5%, to prevent adverse side reactions and to eliminate the additional fractional distillations required to separate the benzene and non-aromatic constituents boiling in this process. A typical benzene feed stream is prepared in an aromatics extraction unit and contains the following ingredients in molar percentages: benzene 99.90, toluene 0.05 and non-aromatics 0.05. Although the benzene feed stream in the accompanying drawing is added to the separation zone of the process of the invention, this stream can also be fed to the alkylation reaction zone or the transalkylation reaction zone.
Keksinnön mukaisen prosessin alkylointireaktiovyöhykkeeseen tuleva virta on kolmen virran seos: tuoreen propyleenirikkaan syötevirran, alla selostetun alkylointireaktiovyöhykkeen tuloksena saadun pois-tovirran palautetun osan ja benseenirikkaan virran, joka voidaan syöttää esillä olevaan prosessiin tuoreena syöttövirtana, tai edullisimmin alla selostettuna benseenirikkaana paluuvirtana. Alkylointireaktiovyöhykkeen käyttöolosuhteissa tulopään lämpötila on noin 150 - 260°C ja edullisesti noin 195-215°C, paine noin 20-60 ik, katalyytin määrä noin 0,2-2,0 tilavuutta alla selostetun reaktio-vyöhykkeen poistovirran tilavuutta per tuntia kohti, benseeniä on noin 2-6 moolia benseenirikkaassa paluuvirrassa alkylointireaktiovyöhykkeen tulovirran propyleenimoolia kohti, jolloin palautetun benseenin moolisuhde propyleeniin nähden tulovirrassa on edullisesti n· kolme ja benseeniä on noin 1-100 moolia kierrätetyssä poisto-virrassa propyleenimoolia kohti alkylointireaktiovyöhykkeen tulo-virrassa, kierrätetyn benseenin moolisuhteen ollessa tulovirrassa olevaan propyleenin nähden edullisesti 3-20. Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää yhtä ainoaa tai useita reaktoreita, jotka ovat peräkkäin tai rinnakkain, jolloin virtaus jokaisen reaktorin läpi on myötävirta, vastavirta, säteittäinen virta tai muu.The stream entering the alkylation reaction zone of the process of the invention is a mixture of three streams: a fresh propylene-rich feed stream, a recovered portion of the effluent from the alkylation reaction zone described below, and a benzene-rich stream which can be fed to the present process as a feedstock or fresh feed stream. Under the conditions of use of the alkylation reaction zone, the inlet end temperature is about 150 to 260 ° C and preferably about 195 to 215 ° C, the pressure is about 20 to 60 ° C, the amount of catalyst is about 0.2 to 2.0 volumes per hour of the reaction zone effluent described below, benzene is about 2 to 6 moles in the benzene-rich return stream per mole of propylene in the alkylation reaction zone inlet stream, wherein the molar ratio of recycled benzene to propylene in the inlet stream is preferably n · three and preferably 3-20 relative to propylene. In the process according to the invention, single or several reactors can be used, which are in series or in parallel, the flow through each reactor being co-current, counter-current, radial flow or other.
8 614728 61472
Esillä oleva keksintö kohdistuu kiinteän fosforihappokata-lyytin läsnäollessa suoritettuun alkylointireaktioon. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä kiinteä fosfori-happokatalyytti voidaan siten valmistaa sekoittamalla fosforin happoa, kuten orto-, pyro- tai tetrafosforihappoa ja hienoksi jaettua piidioksidipitoista kiinteää kantajaa (kuten piimaata, piidioksidin valmistettuja muotoja, aktivoituja savia ja sentapaisia) kostean tahnan muodostamiseksi. Tahna kalsinoidaan sen jälkeen tavallisesti alle noin 500°C:n lämpötiloissa kiinteän kakun muodostamiseksi, joka sen jälkeen jauhetaan ja liimataan osaskooltaan sopivien osasten valmistamiseksi. Jos kalsinointi suoritetaan yli noin 400°C:n lämpötiloissa voi olla edullista hydratoida katalyyttirakeet uudestaan lämpötilassa, joka on välillä noin 200 ja 350°C, tavallisesti 260°C, sellaisen happoseoksen valmistamiseksi, jolla on suuri alkylointiaktiviteetti. Katalyytin valmistusmenetelmää voidaan vaihdella muodostamalla osasia alkuperäisestä tahnasta pursotus- tai pelletointimenetel-mällä, minkä jälkeen muodostetut osaset kalsinoidaan ja hyd-ratoidaan uudestaan tarvittaessa. Keksinnön mukaisessa prosessissa käytetään edullisesti kiinteää fosforihappo-katalyyttiä, joka on valmistettu painoonsa nähden pääasiallisesti fosforihappoa sisältävästä osasta, jonka vesi-pitoisuus on ainakin yhtä suuri kuin pyrohapolla, ja pienemmästä osasta piidioksidipitoista kantajaa, kuten 9 61 472 piimaata. Keksinnön suositussa suoritusmuodossa alkylointikatalyytti sisältää noin 50-75 paino-% fosforihappoa. Käyttökelpoisia kiinteitä fosforihappokatalyyttejä on tarkemmin selostettu US-patenttijulkaisussa n:o 1 993 513.The present invention relates to an alkylation reaction carried out in the presence of a solid phosphoric acid catalyst. The solid phosphoric acid catalyst used in the process of the invention can thus be prepared by mixing a phosphoric acid such as ortho-, pyro- or tetraphosphoric acid and a finely divided silica-containing solid support (such as diatomaceous earth, prepared forms of silica, activated clays and the like) to form a wet paste. The paste is then usually calcined at temperatures below about 500 ° C to form a solid cake, which is then ground and glued to produce particles of suitable particle size. If calcination is performed at temperatures above about 400 ° C, it may be advantageous to rehydrate the catalyst granules at a temperature between about 200 and 350 ° C, usually 260 ° C, to produce an acid mixture having high alkylation activity. The method of preparing the catalyst can be varied by forming particles from the original paste by an extrusion or pelletizing process, after which the formed particles are calcined and rehydrated if necessary. The process according to the invention preferably uses a solid phosphoric acid catalyst prepared from a part by weight consisting mainly of phosphoric acid having a water content at least equal to that of pyroacid and a smaller part of a silica-containing support, such as 9 61 472 diatomaceous earth. In a preferred embodiment of the invention, the alkylation catalyst contains about 50-75% by weight of phosphoric acid. Useful solid phosphoric acid catalysts are described in more detail in U.S. Patent No. 1,993,513.
Alkylointireaktiovyöhykkeestä saatu poistovirta jaetaan kahteen virtaan, joista ensimmäinen on uudelleenkierrätetty paluuvirta ja toinen reaktiovyöhykkeen nettopoistovirta. Esillä olevaan prosessiin liittyy olennaisesti alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirran osan kierrättäminen alkylointivyöhykkeen tulopäähän ja sen sekoittaminen tuoreen propyleenirikkaan syöttövirran ja benseenirikkaan paluuvir-ran kanssa yllä selostetun alkylointireaktiovyöhykkeen tulovirran muodostamiseksi. Alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirran kokoomus sisältää ensisijaisesti benseeniä ja suhteellisesti pienempiä määriä propaania, kumeenia ja di- sekä tri-isopropyylibenseeniä sekä suhteellisesti pienempiä määriä butyylibeneeeniä, propyleeniä, oli-gomeerejä, ei-aromaattisia äineita jne. Propyleeni reagoi olennaisesti 100 %:sesti alkylointireaktiovyöhykkeessä kun taas benseeni muodostaa vähintään 50 mooli-% ja edullisesti 60-80 mooli-% poisto-vJrrasta. Näin ollen poistovirran osan kierrättäminen alkylointireaktiovyöhykkeen tulopäähän lisää benseeni/propyleenisuhdetta alkylointireaktiovyöhykkeessä .The effluent from the alkylation reaction zone is divided into two streams, the first being the recycled return stream and the second the net effluent from the reaction zone. The present process essentially involves recycling a portion of the alkylation reaction zone effluent to the alkylation zone inlet and mixing it with fresh propylene-rich feed stream and benzene-rich return stream to form the alkylation reaction zone inlet stream described above. The alkylation reaction zone effluent assembly primarily contains benzene and relatively smaller amounts of propane, cumene and di- and triisopropylbenzene, as well as relatively smaller amounts of butylbenzene, propylene, oligomers, reacts with non-aromatic substances, etc. Propylene reacts substantially 100% at least 50 mol% and preferably 60-80 mol% of the effluent. Thus, recycling a portion of the effluent to the inlet end of the alkylation reaction zone increases the benzene / propylene ratio in the alkylation reaction zone.
Kohoavan benseeni/propyleenisuhteen ansiosta saadaan alkylointireaktiovyöhykkeessä useita etuja, kuten sen että (1) benseenimolekyylit laimentavat propyleenimolekyylejä, mikä edistää isopropyylibensee-nin (kumeenin) muodostumista ja rajoittaa propyleenioligomeerien muodostumista ja (2) benseeni/propyleenisuhde, joka on yhtä suurempi merkitsee benseenin läsnäoloa ylimäärin, joka toimii jäähdy-tysaineena absorboiden eksotermisen alkylointireaktion kehittämää lämpöä ja rajoittaa propyleenioligomeerien muodostumista ja kiinteän hiilivedyn kerrostumista katalyytillä, jotka kumpikin lisääntyvät lämpötilan kohotessa alkylointireaktiovyöhykkeessä. Aikaisemmin tunnetuissa prosesseissa on tyypillistä, että lämpötila kohoaa alkylointireaktiovyöhykkeen tulo- ja poistopään välillä noin 20-40°C ilman jäähdytystä ja esillä olevassa prosessissa halutaan sama läm-pötilannousu tai sitä alhaisempi, mikä aikaansaadaan sopivasti lisäämällä kierrätetyn poistovirran virtausnopeutta.The rising benzene / propylene ratio provides several advantages in the alkylation reaction zone, such as (1) benzene molecules dilute propylene molecules, which promotes the formation of isopropylbenzene (cumene) and limits the amount of propylene oligomers present, and (2) benzene / propylene which acts as a coolant to absorb the heat generated by the exothermic alkylation reaction and limits the formation of propylene oligomers and the deposition of solid hydrocarbon on the catalyst, both of which increase with increasing temperature in the alkylation reaction zone. It is typical in previously known processes that the temperature rises between the inlet and outlet end of the alkylation reaction zone of about 20-40 ° C without cooling, and the same temperature rise or lower is desired in the present process, suitably achieved by increasing the recycle outlet flow rate.
Kierrätettyä poistovirtaa voidaan jäähdyttää epäsuorasti sellaisilla 10 61 472 jäähdytyslaitteilla kuin vedellä jäähdytetyllä lämmönvaihtimella, ilmajäähdytteisellä lämmönvaihtimella tai lämmönvaihtimella, jossa toista hiilivetyvirtaa käytetään jäähdytysväliaineena, lämpötilaan joka on noin 150-260°C, so. lämpötilaan joka on olennaisesti sama kuin reaktiovyöhykkeen tulovirran lämpötila, tai se voidaan sekoittaa ilman jäähdytystä propyleenisyöttövirran ja palautetun benseeni-virran seoksen kanssa, joka seos on sopivassa lämpötilassa, niin että lämpötila alkylointireaktiovyöhykkeen tulopäässä on noin 150-260°C ja edullisesti noin 195-215°C. Reaktiovyöhykkeen poistovir-ran kolmas osa voidaan lisäksi jäähdyttää epäsuorasti samanlaisilla jäähdytyslaitteilla tai -toimenpiteillä kuin yllä on mainittu noin 35-150°C:een sekä johtaa reaktiovyöhykkeeseen sopivista kohdista jäähdytysväliaineena reagenssien jäähdyttämiseksi ja liian suuren lämpötilannousun estämiseksi alkylointireaktiovyöhykkeen tulo- ja poistopään välillä. Kun käytetty alkylointikatalyytti, esim. kiinteä fosforihappo, on varustettu kantajalla, voidaan sopivia jäähdytys-kohtia valita jakamalla katalyyttipatja useihin peräkkäisiin erillisiin patjoihin ja johtamalla jäähdytysväliaineen osa jokaisen peräkkäisen patjan välille. Eräässä suositussa suoritusmuodossa jäähdytetään alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirran osa n. 35-95°C :een ja johdetaan reaktioseokseen jäähdytysväliaineeksi vähintään kahden peräkkäisen katalyyttipatjän väliin määrässä, joka riittää alentamaan reaktioseoksen lämpötilan noin -4°C:n päähän viimeistä edelliseen katalyyttipat jaan saapuvan reaktioseoksen lämpötilasta.The recycled effluent can be indirectly cooled by refrigeration equipment such as a water-cooled heat exchanger, an air-cooled heat exchanger, or a heat exchanger in which a second hydrocarbon stream is used as the cooling medium, to a temperature of about 150-260 ° C, i.e. to a temperature substantially equal to the inlet flow temperature of the reaction zone, or may be mixed without cooling with a mixture of propylene feed stream and recovered benzene stream at a suitable temperature so that the temperature at the inlet of the alkylation reaction zone is about 150-260 ° C and preferably about 195-215 ° C. In addition, a third portion of the reaction zone effluent may be indirectly cooled by cooling equipment or procedures similar to those mentioned above to about 35-150 ° C and introduced into the reaction zone at suitable locations as a cooling medium to cool the reagents and prevent excessive temperature rise between the alkylation reaction zone. When the alkylation catalyst used, e.g., solid phosphoric acid, is supported, suitable cooling sites can be selected by dividing the catalyst mattress into a plurality of successive separate mattresses and passing a portion of the cooling medium between each successive mattress. In a preferred embodiment, a portion of the alkylation reaction zone effluent is cooled to about 35-95 ° C and passed to the reaction mixture as a cooling medium between at least two successive catalyst beds in an amount sufficient to lower the temperature of the reaction mixture to about -4 ° C.
Kun alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirran kierrättäminen reaktiovyöhykkeen tulopäähän lisääntyy kohoaa myös kumeenin pitoisuus alkylointireaktiovyöhykkeessä, mikä siten aikaansaa enemmän potentiaalisia kohtia polyalkyloiduille benseenituotteille ja sen tuloksena muodostuu enemmän di- ja tri-isopropyylibenseeniä kuin ennestään tunnetuissa prosesseissa. Kun di- ja tri-isopropyylibenseenin tuotanto aikaisemmin tunnetuissa prosesseissa tavallisesti on alle 5 mooli-% kummenituotantoon verrattuna, saadaan keksinnön mukaisella prosessilla 5-20 mooli-% tai enemmän.As the recycling of the alkylation reaction zone effluent to the reaction zone inlet increases, the concentration of cumene in the alkylation reaction zone also increases, thus providing more potential sites for polyalkylated benzene products and resulting in more di- and triisopropyl benzene. When the production of di- and triisopropylbenzene in previously known processes is usually less than 5 mol% compared to the production of gum, the process according to the invention gives 5-20 mol% or more.
Propaani, butaani, benseeni ja kumeeni muodostavat noin 90-95 mooli-% alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirrasta ja tolueeni, butyyli-benseeni, di- ja tri-isopropyylibenseeni, propyleenioligomeerit ja muut ainesosat hivenmäärissä muodostavat 10-5 mooli-%. Alkylointi-vyöhykkeen nettopoistovirta, joka poistetaan alkylointireaktiovyö-hykkestä, johdetaan erikseen tai seoksena translakvlointireaktio- 11 614 72 vyöhykkeen alla selostetun poistovirran kanssa erilliseen vyöhykkeeseen, jossa halutut ainesosat jakotislauksen, absorption, strippauksen ja paisuntatislauksen yhdistelmän avulla erotetaan erotusolosuhteissa, jotka on valittu siten, että energiankulutus on mahdollisimman pieni. Erotusvyöhyk-keestä poistettuja tuotevirtoja ovat propaanirikas virta, kumeenivirta, butyylibenseenirikas virta, propyleenioligo-meerivirta ja benseenin poistovirta, jonka jälkimmäisen virran tarkoituksena on poistaa propaanin ja kumeenin välissä kiehuvien ei-aromaattisten ainesosien hivenmäärät.Propane, butane, benzene, and cumene make up about 90-95 mole percent of the alkylation reaction zone effluent, and toluene, butylbenzene, di- and triisopropylbenzene, propylene oligomers, and other ingredients in trace amounts make up 10-5 mole percent. The net effluent from the alkylation zone removed from the alkylation reaction zone is passed, alone or in admixture with the effluent described below the translactation reaction zone, to a separate zone by means of separation, is as small as possible. The product streams removed from the separation zone are a propane-rich stream, a cumene stream, a butylbenzene-rich stream, a propylene oligomer stream and a benzene effluent stream, the latter stream being used to remove trace amounts of non-aromatic constituents boiling between propane and cumene.
Erotusvaiheita voidaan vaihdella laajoissa rajoissa, mutta benseeniylimäärän ja kumeenin erotus suoritetaan tällä hetkellä kuitenkin kaikkein taloudellisimmin jakotislaamalla, jolloin benseeni ja kevyimmät ainesosat erotetaan yläjakeek-si ja kumeeni sekä raskaammat ainesosat erotetaan pohja-jakeeksi. Benseeniylimäärän erottaminen on aikaisemmin tunnetuissa prosesseissa vaatinut suhteelisen suuria investointeja sekä energiaa sen johdosta, että kumeenista on erotettu paljon suurempi määrä ylimääräistä benseeniä esillä olevaan prosessiin verrattuna. Kun benseeni/kumeeni-moolisuh-teet reaktiovyöhykkeen nettopoistovirrassa aikaisemmin tunnetuissa prosesseissa on noin 6,5 on tämä suhde esillä olevassa prosessissa noin 2-5 benseenin ja kumeenin vakiomooli-suhteella alkylointireaktiovyöhykkeessä. Alkylointireaktio-vyöhvkkeen poistovirrasta erotettu benseeniylimäärä voidaan poistaa prosessista tuotevirtana, mutta edullisesti johdetaan ensimmäinen osa alkylointireaktiovyöhykkeen tulopäähän benseenirikkaana paluuvirtana ja toinen osa johdetaan trans-alkylointireaktiovyöhykkeeseen seoksena di- ja tri-isopropyy-libenseenirikkaan virran kanssa, joka myös on erotettu ja poistettu erotusvyöhykkeestä. Benseenin ja di- sekä tri-isopropyylibenseenin seos johdetaan transalkylointireaktio-vyöhykkeeseen, jossa reagenssit yhtyvät kumeenin muodostamiseksi.The separation steps can be varied within wide limits, but the separation of excess benzene and cumene is currently most economically carried out by fractional distillation, separating benzene and the lightest constituents into an upper fraction and separating the cumene and heavier constituents into a bottom fraction. Separation of excess benzene in previously known processes has required relatively large investments as well as energy due to the removal of a much larger amount of excess benzene from cumene compared to the present process. When the benzene / cumene molar ratios in the net effluent of the reaction zone in previously known processes are about 6.5, this ratio in the present process is about 2 to 5 constant molar ratios of benzene to cumene in the alkylation reaction zone. Excess benzene separated from the alkylation reaction zone effluent can be removed from the process as a product stream, but preferably a first portion is passed to the inlet of the alkylation reaction zone as a benzene-rich return stream and a second portion is passed to the trans-alkylation reaction zone as a mixture. A mixture of benzene and di- and triisopropylbenzene is passed to a transalkylation reaction zone where the reagents combine to form cumene.
Tämän keksinnön mukaisesti käytetään transalkylointikatalyyt-tinä edullisesti kiinteää fosforihappokatalyyttiä, joka on valmistettu samalla tavoin kuin yllä selostetussa alkylointi- 12 61 472 reaktiovyöhykkeessä käytetty katalyytti tai erityisen edullinen on 70-90 paino-% fosforia sisältävä kiinteä fosforihappoka-talyytti. Transalkylointivyöhvke voi olla varustettu lämmön-siirtoelimillä , väliseinämillä, kouruilla, läminityslaitteilla, pumpuilla jne. Reaktiovyöhyke on edullisesti adiabaattista tyyppiä, joskin sen rakenne tai muoto voi vaihdella. Transalkylointi-reaktiovyöhykkeessä ylläpidetyt olosuhteet voivat vaihdella laajoissa rajoissa. Transalkylointireaktio voidaan suorittaa 35-370°C:ssa, noin 15-200 ik:n paineessa, benseeni/polyisopropyyli-benseenimoolisuhteella noin 4-16 ja nesteen tilavuusnopeudella tunnissa reaktiovyöhykkeen poistovirrasta laskettuna, joka on 0,1-20. Edullisella kiinteällä fosforihappokatalyytillä ovat olosuhteet transalkylointireaktiovyöhykkeessä sellaiset, että lämpötila on noin 175-290°C, paine noin 20-40 ik, benseeni/ polypropyleenibenseenin moolisuhde noin 4-16 ja nesteen tila-vuusnopeus tunnissa 0,5-5,0 reaktiovyöhykkeen poistovirrasta laskettuna. Kuten yllä on selostettu johdetaan transalkylointi-reaktiovyöhykkeen poistovirta erotusvyöhykkeeseen.According to the present invention, the transalkylation catalyst used is preferably a solid phosphoric acid catalyst prepared in the same manner as the catalyst used in the alkylation reaction zone described above, or a solid phosphoric acid catalyst containing 70 to 90% by weight of phosphorus is particularly preferred. The transalkylation zone may be provided with heat transfer members, partitions, troughs, heaters, pumps, etc. The reaction zone is preferably of the adiabatic type, although its structure or shape may vary. The conditions maintained in the transalkylation reaction zone can vary within wide limits. The transalkylation reaction can be carried out at 35 to 370 ° C, a pressure of about 15 to 200 μm, a benzene / polyisopropyl-benzene molar ratio of about 4 to 16, and a liquid volume rate per hour based on the reaction zone effluent of 0.1 to 20. The preferred solid phosphoric acid catalyst has conditions in the transalkylation reaction zone such as a temperature of about 175-290 ° C, a pressure of about 20-40 μm, a benzene / polypropylene benzene molar ratio of about 4-16, and a liquid volume rate per hour of 0.5-5.0 from the reaction zone effluent. As described above, the effluent from the transalkylation reaction zone is passed to the separation zone.
EsimerkkiExample
Alkylointireaktoriin syötettiin 410 kmol/h määrässä propeeni-syöttövirtaa, joka sisälsi, mooliprosentteina, etaania. 0,10, propaania 24,80, propyleenia 74,95, isobutaania 0,11, n-butaania 0,01 ja buteenia 0,03, ja 985 kmol/h määrässä benseenisyöttö-virtaa, joka sisälsi mooliprosentteina benseeniä 99,90, tolu-eenia 0,05 ja ei-aromaattisia aineita 0,05. Alkylointireaktori sisälsi hiukkasmaista kiinteää fosforihappokatalyyttiä, joka sisälsi n. 68 painoprosenttia fosforihappoa. Reaktori toimi 35 ilmakehän absoluuttisessa paineessa ja 207°C:n lämpötilassa. Alkylointireaktorin syöttövirta sisälsi myös uudelleenkierrätys-virtaa, joka sisälsi 3/4 tilavuudesta alkylointireaktion poisto-virtaa, jolloin .1/4 alkylointireaktion poistovirras ta kulki myötävirtaan erotusvyöhykkeeseen.The alkylation reactor was fed with 410 kmol / h of propylene feed stream containing, in mole percent, ethane. 0.10, propane 24.80, propylene 74.95, isobutane 0.11, n-butane 0.01 and butene 0.03, and 985 kmol / h in a benzene feed stream containing mole percent benzene 99.90, toluene -ene 0.05 and non-aromatic substances 0.05. The alkylation reactor contained a particulate solid phosphoric acid catalyst containing about 68% by weight of phosphoric acid. The reactor was operated at 35 atmospheres absolute pressure and 207 ° C. The feed stream of the alkylation reactor also contained a recycle stream containing 3/4 of the volume of the alkylation reaction effluent, with the .1 / 4 alkylation reaction effluent flowing downstream to the separation zone.
Erotusvyöhyke sisälsi paisunta-astian (flesh vessel) ja kolmen jakotislaustornin sarjan; propaanin, benseenin ja kumeenin poistajat. Paisunta-astia toimi propaaninpoistajan yhteydessä poistaakseen 103 kmol/h propaania poistotuotteena ja 1 kmol/h pro-peenioligomeereja pöhjatuotteena. Pohjavirta paisunta-asti-asta kulki benseeninpoistajaan, jossa tuotettiin 1379 kmol/h 13 61472 benseeniä ylempänä sivutuotteena ja 0,1 kmol/h benseenipoisto-virtaa etuastiatuotteena. On huomattava, että erotusvyöhyke vastaanottaa syötön jäljempänä kuvatusta transalkylointivyöhykkeestä samoin kuin myös edellä kuvatusta alkylointivyöhykkeestä. Benseeninpoistajasta tuleva pohjavirta jatkaa kumeeninpoista-jaan, jossa tuotetaan 295 kmol/h kumeenia etuastiatuotteena ja olennaisesti di-isopropyylibenseenistä ja tri-isopropyyli-benseenistä koostuva pohjatuote. Kumeeninpoistaja tuotti myös alemapana sivutuotteena 10 kmol/h butyylibenseeniä. Pohjatuote, joka sisälsi n. 45 kmol/h multipropyylibenseenejä johdettiin 394 kmol/h kanssa benseeniä benseeninpoistajasta ylempänä sivu-tuotevirtana transalky.lointireaktioon, joka sisälsi hiukkas-maista kiinteää fosforihappokatalyyttiä, joka sisälsi n. 76 painoprosenttia fosforihappoa.The separation zone included a flesh vessel and a series of three fractionation towers; propane, benzene and cumene removers. The expansion vessel operated in conjunction with a propane remover to remove 103 kmol / h of propane as a by-product and 1 kmol / h of propylene oligomers as a base product. The bottom stream from the expansion stage went to the benzene stripper, where 1379 kmol / h of 13 61472 benzene was produced as an upper by-product and 0.1 kmol / h of the benzene removal stream as a front vessel product. It should be noted that the separation zone receives input from the transalkylation zone described below as well as from the alkylation zone described above. The bottom stream from the benzene stripper continues to the cumene stripper, which produces 295 kmol / h of cumene as a front vessel product and a bottom product consisting essentially of diisopropylbenzene and triisopropylbenzene. The cumene remover also produced 10 kmol / h butylbenzene as a lower by-product. The base product containing about 45 kmol / h of multipropylbenzenes was passed with 394 kmol / h of benzene from the benzene stripper as a by-product stream to a transalkylation reaction containing a particulate solid phosphoric acid catalyst containing about 76% by weight of phosphoric acid.
Di- ja tri-isopropyylibenseenit ja benseeni saatettiin kosketuksiin transalkylointireaktorin katalyytin kanssa 21 ilmakehän absoluuttisessa paineessa ja 235°C:n lämpötilassa. Transalkylointireaktorin poistovirta sisälsi suurinpiirtein 98 kmol/h kumeenia ja se johdettiin erotusvyöhykkeeseen. Prosessin kuluttaman benseenin määrä kompensoitiin lisäämällä 300,1 kmol/h tuoretta benseeniä.The di- and triisopropylbenzenes and benzene were contacted with the catalyst of the transalkylation reactor at an absolute pressure of 21 atmospheres and a temperature of 235 ° C. The effluent from the transalkylation reactor contained approximately 98 kmol / h of cumene and was directed to the separation zone. The amount of benzene consumed in the process was compensated by the addition of 300.1 kmol / h of fresh benzene.
On tärkeää huomata, että benseenin ja kumeenin suhde alkyloin-tireaktorin poistovirrassa oli 3,7 (poistovirta sisälsi 733 kmol/h benseeniä ja 197 kmol/h kumeenia). Näin huomataan, että keksinnön mukaisessa prosessissa saavutetaan benseenin ja kumeenin erottamisessa toisistaan alempi energian kulutus kuin tekniikan tason tuntemissa prosesseissa, joissa benseenin ja kumeenin suhde on yleensä noin 6,5.It is important to note that the ratio of benzene to cumene in the alkylation-reactor effluent was 3.7 (effluent contained 733 kmol / h benzene and 197 kmol / h cumene). Thus, it is found that the process according to the invention achieves a lower energy consumption in the separation of benzene and cumene than in the processes known from the prior art, in which the ratio of benzene to cumene is generally about 6.5.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI770325A FI61472C (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI770325 | 1977-01-31 | ||
| FI770325A FI61472C (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI770325A FI770325A (en) | 1978-08-01 |
| FI61472B FI61472B (en) | 1982-04-30 |
| FI61472C true FI61472C (en) | 1982-08-10 |
Family
ID=8510601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI770325A FI61472C (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI61472C (en) |
-
1977
- 1977-01-31 FI FI770325A patent/FI61472C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI61472B (en) | 1982-04-30 |
| FI770325A (en) | 1978-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4008290A (en) | Cumene production | |
| JP3272734B2 (en) | Production of alkyl aromatic compounds | |
| EP0205003A1 (en) | Product recovery method for an aromatic hydrocarbon alkylation process | |
| CA2011858A1 (en) | Alkylation of organic aromatic compounds | |
| US6096935A (en) | Production of alkyl aromatics by passing transalkylation effluent to alkylation zone | |
| EP1597217B1 (en) | Process for the production of alkylaromatics | |
| TW470735B (en) | Process for producing a monoalkyl-aromatic | |
| JPH04502451A (en) | Production of alkylbenzene | |
| US6281399B1 (en) | Production of isopropyl aromatics by passing portions of transalkylation effluent to a multi-bed alkylation zone | |
| EP0839784B1 (en) | Heat exchange integration in alkylation/transalkylation process | |
| KR101520523B1 (en) | Apparatus and method for producing cumene for low consumption of energy | |
| AU8912098A (en) | Process to alkylate an aromatic with a dilute stream comprising propylene and ethylene | |
| CN1181367A (en) | Gas phase alkylation-liquid transalkylation process | |
| US7745674B2 (en) | Alkylation slurry reactor | |
| FI61472C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KUMEN MEDELST FASTA FOSFORSYRAKATALYSATORER | |
| WO1989012613A1 (en) | Improved process for the transalkylation of polyalkylbenzenes | |
| US3894090A (en) | Water washing method for borate removal in an aromatic alkylation process | |
| US3813451A (en) | Process for alkylation of aromatic compounds | |
| US5434325A (en) | Process for the production of tertiary butylethylbenzene | |
| US7622622B1 (en) | Process for the high yield production of monoalkylaromatics | |
| GB1592592A (en) | Cumene production | |
| US3126421A (en) | Ttorneys | |
| US8519209B2 (en) | Method to adjust 2-phenyl content of an alkylation process for the production of linear alkyl benzene | |
| JP2882542B2 (en) | Transalkylation method | |
| WO2012054260A2 (en) | Benzene alkylation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: UOP INC. |